지난 반세기 동안 다수의 국가에서 홍수 및 해일 등의 재난피해를 예방하고, 생활용수, 농업용수, 공업용수 등의 확보를 위해 강과 바다가 만나는 해안에 방조제와 하굿둑을 경쟁적으로 건설하여 담수를 저류한 대규모의 유수지 및 호수를 조성하였다. 우리나라도 환경 지속성보다는 개발을 통한 이익창출이 우선 시 되었던 지난 90년도 까지 리아스식 해안이 발달한 서해안을 중심으로 방조제 건설이 활발이 이뤄졌으며, 조성 목적 및 활용 현황에 따라 이러한 하구호는 공업용수 확보용 유수지, 농업용수 확보용 담수호, 주거단지 내 친수공간, 복합목적 유수지 등으로 분류할 수 있다(그림 1, 표 1 참조).

하지만, 하구에 설치된 인공호수는 방조제로 인해 강과 바다 사이의 물순환이 차단되어 다양한 물질과 에너지 전달이 감소되고, 이로 인해 폐쇄된 하구호 내 입자성물질의 퇴적과 유기계 및 무기계 오염물질의 축적, 축적된 오염물질의 분해에 따른 용존산소 고갈과 저층 혐기화 등으로 인해 하구호의 수질 및 수생태계가 악화된 사례가 일부 있는 것으로 보고되고 있다. 최근 국내에서도 농업용수로 활용이 부적절한 수준으로 수질오염이 심화된 일부 대형 하구호는 지역주민, 환경단체 및 전문가들로부터 방조제의 부분 및 전면 개방을 통한 해수유통에 대한 요구가 있어 국내외 사례를 통하여 그 타당성과 해결방안을 살펴보고자 한다. 증대되고 있으며, 해수유통을 통해 인위적으로 왜곡된 하구호 내 수질과 수생태계 복원에 대한 논의와 시도가 국내외에서 활발히 이뤄지고 있다.

국외의 경우, 해수유통을 통한 하구호 복원에 대한 다양한 시도는 이미 네덜란드, 독일, 미국 등 선진국에서 활발히 진행되고 있으며, 기능을 상실한 방조제, 하굿둑, 폐염전 등에 해수유통과 하구습지 조성 등을 통해 교란되고 훼손된 하구호를 복원하여 하구호의 환경적, 생태적, 관광적, 재해예방적 가치를 통합한 미래 경제적 가치를 증대하고자 하는 방향으로 복원이 진행되고 있다.

국내에서도, 리아스식 해안이 발달한 충청남도를 중심으로 기능을 상실한 방조제와 폐염전에 대해 복원을 추진하고 있으며, 하구호의 염분농도 증대와 수질 악화로 인해 농업용수 공급시기가 지연되고 있는 홍성호, 보령호, 부남호를 중심으로 연안 및 하구생태 복원을 추진하고 있다. 이러한 복원 대상 하구호의 주요 복원 기법은 해수유통을 제시하고 있으며, 전면적인 해수유통을 할지 부분적이고 제한적인 해수유통을 할지에 대한 다양한 논의와 부처 및 관계기관간의 합의점을 도출하고 있는 상태이다.

하지만, 우리가 간과해서는 안 될 점은 해수유통이 기존 폐쇄성 하구호 내 악화된 수질과 수생태계의 건강성을 일시에 개선하고 미래 경제적 가치를 증대해 줄 수 있는 ‘만능 해결사’일 수는 없다는 점이다. 특별히, 단편적인 해수유통 만으로 대형 하구호 내 전 수역에서 수질과 수생태계의 획기적인 개선을 기대할 수는 없으며, 주변 유역에서 유입되는 점·비점오염원의 지속적인 관리, 하구호 내 호소수의 계절별, 수역별 적극적인 수질관리가 병행되야 계획했던 목표수질 관리가 가능하다.

특별히 새만금호의 경우, 만경강과 동진강 하천의 유입부와 배수갑문(신시, 가력) 구간 사이의 염분의 농도 구배가 매우 높아 하천에서 유입되는 담수와 배수갑문에서 유입되는 해수의 혼합이 이뤄지지 않아 성층화 될 확률이 높다. 또한, 담수와 해수의 혼합이 이뤄져도 새만금호 내 혼합수역과 비혼합수역이 혼재되어 넓은 정체수역에서 조류의 과다발생으로 인한 부영양화와 축적된 오염물질 분해에 따른 용존산소 고갈과 저층 혐기화 등이 일부 구간에서 지속될 개연성이 높다. 따라서 단순 해수유통을 통해 수질과 수생태계의 획기적인 개선을 기대하기보다 새만금호의 기능과 특성에 최적화된 ICT 기반 실시간 통합물관리를 통해 수문의 원격제어를 통한 담수 유입량 및 수심조절, 가변식 수중보의 가동을 통한 해수와 담수의 분리, 갑문의 원격제어 통한 해수유통 조절을 통한 수리학적 관리가 필수적이다. 또한, 점오염원, 비점오염원, 축산분뇨 및 유입수 내 인처리 등의 다양한 유역관리 대책을 통해 오염부하량의 새만금호내 유입을 최대한 억제해야 한다. 마지막으로 새만금호 내 수역별로 다양한 자연정화시설(습지, 식생부도, 생태필터 등) 기반 생태관리 등의 수질개선 대책이 병행되야 환경적, 생태적, 관광적, 재해예방적 가치가 확보된 지속가능한 새만금호의 유지관리가 가능할 것으로 판단된다.

일반적으로 국내외 대형 구호의 수질개선 대책으로는 유역대책과 호내대책으로 구분할 수 있다. 유역대책은 유역관리 방안으로 유역 내 오염요인 관리, 유입 유량 확보 및 관리 대책으로“하수처리”, “유입수 관리”, “토지이용규제”, “토양침식관리”, “경제적 기법” 등으로 구분할 수 있다. 반면에 호내대책은 하구호 내부관리 방안으로 오염요인 관리, 호내 환경요인(수리/수문, 수생태) 모니터링 및 관리 대책으로 “호소의 물리적 개입”, “저질개선”, “자연정화기법” 등으로 구분할 수 있다.

이러한 수질개선대책은 계절별, 수역별로 최적화하여 저비용으로 지속가능한 수질관리 체계를 수립해야 하며, 유역대책과 호내대책이 동시에 적용되어 영양염류(질소와 인)의 순환고리를 차단하여 조류과다성장의 요인을 근본적으로 봉쇄할 필요가 있다(그림 2 참조). 국외에서도 유사한 방식으로 유역대책과 호내대책을 동시에 적용하여 계절별, 수역별로 조류과다성장을 억제하였으며, 최근에는 복잡한 장치형 수질정화시설보다는 자연형 정화시설을 적용해 생태학적 수질관리를 이용해 생태용지와 습지 및 자연(인공)식물섬 등을 적용해 호내 인의 과도한 축적을 방지하고 인순환의 억제를 통한 녹조제거기법 등이 적용되다(그림 2 참조).

호내대책에서는 새만금호 내 녹조 발생 빈도와 강도가 상대적으로 높은 지류유입부, 점오염원 유입부, 만곡/정체구역, 구조물 앞 정체부, 취수장/양수장을 집중관리지역으로 선정하여 수체형태, 조류농도, 유속 등의 조건을 적용하여 현장에 적용할 수 있는 수역 특성별 맞춤형 조류저감기술 선정할 수 있다. 이러한 수역 특성별 맞춤형 조류저감기술 선정은 1) 수체형태 2) 조류농도 3) 유속 4) 최적기술 선정 5) 목표달성여부로 구성되어있으며 조류농도는 조류경보제의 ‘경계’수준인 남조류 세포수 10,000 cell/mL 이상을 기준으로 적용하였으며, 유속은 0.02 m/s 이상을 기준으로 하여 정체의 정도에 따라 구분하였다. 이를 통해 최적의 기술을 선정하여 해당 기술을 적용하였을 때 목표달성여부는 남조류 세포수가 1,000 cell/mL 미만으로 감소될 때를 기준으로 하여 미달성시 다시 최적기술선정을 통해 재선정 할 수 있도록 작성하였다. 이러한 수역 특성별 맞춤형 조류저감기술과 선정 가능한 물리적, 화학적, 생물학적 및 융복합 조류저감 공법 은 <그림 3>에 정리되었다.

새만금호의 당초 목적은 간척용지의 대부분을 농지로 만들어 식량자급 자족을 위한 토지를 확보하고 이 농지에 농업용수를 공급할 담수호를 만드는 것으로, 2001년에 수립된 1단계 수질개선대책의 새만금호 목표수질은 농업용수 기준인 Ⅳ등급이였으나, 2008년 산업·관광 등의 복합용지를 전체 간척용지의 70%까지 확대하는 것으로 토지이용계획을 변경하여, 새만금호의 중상류부에는 주로 농업용지가, 하류부에는 명품복합도시와 관광·레저용지 등이 계획되어 새만금호의 목표수질은 변경된 토지이용계획에 따라 중상류 구간은 Ⅳ등급, 하류는 Ⅲ등급으로 차등 설정하였다.

따라서 새만금호의 상류에서는 점오염원과 비점오염원 대책의 적극적인 이행과 축산분뇨에 대한 근본적인 대책이 절실히 요구되며, 양질의 하천유지용수의 지속적 확보가 요구된다. 또한 새만금호의 호내에서는 유입수가 호내 유입전 침전 및 인처리 후 유입하게 하며, 녹조발생 우심지역 내 조류저감시설의 운영 및 주기적 준설이 요구된다. 새만금호의 내부 개발에 대한 대책으로 하폐수처리수의 호내 유입 최소화 및 농업용지 비점오염원 저감용 BMPs 적용하여 저류지·습지 등을 조성하고, 가축분뇨 공공처리시설 유입 비율을 확대하고, 도심 내 LID 기법 및 산업단지 내 완충저류시설 설치를 통해 오염원의 유입을 억제해야 한다. 이러한 적극적인 새만금호의 수질관리 정책에도 불구하고 호내 수질이 개선되지 않을 경우에는 새만금호 내 해수순환을 통한 수질개선대책을 지속적으로 모색해야 한다. 결론적으로 단편적인 해수순환 만으로 대형 하구호 내 전 수역에서 수질과 수생태계의 획기적인 개선을 기대할 수는 없으며, 주변 유역에서 유입되는 점·비점오염원의 지속적인 관리, 하구호 내 호소수의 계절별, 수역별 적극적인 수질관리가 병행되야 한다. 이는 하구호의 기능과 특성에 최적화된 ICT 기반 실시간 통합물관리를 통해 수문의 원격제어 통한 담수 유입량 및 수심조절, 가변식 수중보의 가동을 통한 해수와 담수의 분리, 갑문의 원격제어 통한 해수순환 조절 등을 통해 환경적, 생태적, 관광적, 재해예방적 가치가 확보된 다기능 하구복원이 가능할 것으로 판단된다.
한밭대학교 교수 주진철